Detriti spaziali: problematiche, tecniche osservative …...Germano Bianchi Detriti spaziali:...

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Germano Bianchi Detriti spaziali: problematiche, tecniche osservative e risultati del radar italiano BIRALES Officine Orbitali, primo livello di espansione civile nello spazio INAF-IRA, Bologna 18-19 maggio 2018 Detriti spaziali: problematiche, tecniche osservative e risultati del radar italiano BIRALES ING. GERMANO BIANCHI, INAF-IRA
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  • Germano Bianchi Detriti spaziali: problematiche, tecniche osservative e risultati del radar italiano BIRALES

    Officine Orbitali, primo livello di espansione civile nello spazio INAF-IRA, Bologna 18-19 maggio 2018

    Detriti spaziali: problematiche, tecniche

    osservative e risultati del radar

    italiano BIRALES ING. GERMANO BIANCHI, INAF-IRA

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    Officine Orbitali, primo livello di espansione civile nello spazio INAF-IRA, Bologna 18-19 maggio 2018

    Anni

    Circa 1900 satelliti

    operativi

    Esplosione di un satellite

    cinese (2007)

    Collisione tra due satelliti (2009)

    Nu

    me

    ro d

    i o

    gg

    ett

    i c

    ata

    log

    ati

    4 Ottobre 1957, il primo satellite in orbita: Sputnik 1 (USSR)

    Source: Johnatan McDowell, http://planet4589.org/space/log/stats1.html

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    Classificazione delle orbite

    Low Earth Orbit (LEO): da circa 200 a 2000 km dalla superficie terrestre

    Satelliti militari e per il monitoraggio del territorio

    Medium Earth Orbit (MEO): tra LEO e GEO

    Satelliti di navigazione (Navstar, Glonass, GPS)

    Geostationary Orbit (GEO): orbite equatoriali,

    circa 36,000 km dalla superficie terrestre

    Satelliti per telecomunicazioni e meteorologici

    Highly Elliptical Orbit (HEO): orbite con elevata eccentricità

    Satelliti per telecomunicazioni per le regioni polari

    LEO

    GEO

    MEO

    HEO

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    Serbatoi di razzi

    Caduto in Texas il 22 Gennaio 1997

    Caduto in Arabia Saudita

    nel gennaio 2001

    Immagini NASA

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    Portellone III stadio Ariane 5, caduto in

    Messico nel 2013

    La punta dell’astronave lunare

    Chang’e II, caduta in Cina nel 2012

    Immagini NASA

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    Hubble Space Telescope:

    perforazione di un pannello

    fotovoltaico (3.5 mm)

    Hubble Space Telescope: antenna per

    le comunicazioni verso terra

    completamente perforata

    1 mm

    Cratere sul finestrino dello

    Space Shuttle

    Immagini NASA

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    SST EUROPEAN CONSORTIUM

    Participating States National Designated Entities

    Germany

    France

    Italy

    Spain

    United Kingdom

    • DLR

    • CNES

    • ASI

    • CDTI

    • UKSA

    16 Aprile 2014: decisione 541/2014 del Parlamento Europeo e del Consiglio

    dell'Unione Europea per la formazione di un consorzio SST (Space

    Survelliance and Tracking).

    15 Giugno 2015: firmato l’accordo tra 5 stati membri.

    Il framework SST ha come principale obbiettivo quello di fornire servizi di sorveglianza e

    monitoraggio agli utenti istituzionali e agli operatori satellitari dei Paesi membri dell’UE, al fine di

    garantire e proteggere la disponibilità a lungo termine delle infrastrutture spaziali che sono essenziali

    per la sicurezza dei cittadini europei

    INAF

    Ministero della Difesa

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    SENSORI ITALIANI E MODALITÀ OSSERVATIVE SENSORI OTTICI

    SPADE - ASI PdM-MiTe - Military

    CAS - Military

    MLRO - ASI

    CASSINI - INAF

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    SENSORI ITALIANI E MODALITÀ OSSERVATIVE SENSORI RADAR

    MFDR - Military

    FADR/DADR - Military

    BIRALET – INAF/ASI BIRALES – INAF/UniBO

    Croce del Nord SRT

    TRF – Military

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    COME OSSERVARE I DETRITI SPAZIALI?

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    BIRALES: BIstatic RAdar for LEo Survey

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    2nd IEEE International Workshop on Metrology for

    Aerospace

    Acoll = 2800 m2 (equivalente ad una parabola da 60 m)

    FoV = 30 deg2 (Dec 5.7°, AR 6.6°)

    BIRALES RECEIVING ANTENNA

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    Upgrade della Croce del Nord

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    BIRALES caratteristiche

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    MATLAB simulation of the BIRALES FoV

    Operating frequency 410 ÷ 415 MHz

    Elevation pointing

    (mechanically)> 42°

    Azimuth pointing

    (electrically)

    -3.3° ÷ 3.3°

    Respect to the local meridian

    Instantaneous FoV 30 deg

    2

    (Dec 5.7°, RA 6.6°)

    Field of regard630 deg2

    (Dec 96°, RA 6.6°)

    Synthetized beam 0.45 deg2

    (Dec 15.5’, RA 104’)

    N° of indipendent beams 48

    Tx maximum power 10 kW

    Tx collecting area 38 m2

    Rx collecting area 2800 m2

    Radar sensitivity RCS=0,01m2 @ 1000km

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    RA

    Dec

    Electronic multibeam

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    Massa = 8500 kg

    Due sezioni cilindriche con lunghezza complessiva di 10.5 m e un diametro massimo di 3.4 m

    Due pannelli solari di 3 x 7 m

    Superficie totale = 50 m2

    Rientrato in atmosfera il 2 aprile 2018

    Tiangong-1

    Risultati osservativi

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    Osservazione del 29 marzo 2018

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    CAMPAGNA RIENTRO TIANGONG 1

    Passaggio 29 Marzo 2018

    Dati TLE

    • Epoca:

    07:56:03.27 UTC

    • 𝐴𝑧𝑅𝑋: 180⁰

    • 𝐸𝑙𝑅𝑋: 40.83⁰

    • 𝐴𝑧𝑇𝑋: 28.80⁰

    • 𝐸𝑙𝑇𝑋: 25.61⁰

    Epoca passaggio

    meridiano: 07:56:02

    UTC

    ∆𝛾1 (deg)

    ∆𝛾 2

    (d

    eg

    )

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    CAMPAGNA RIENTRO TIANGONG 1

    Epoca (jdUTC)

    𝑃 𝑐 𝑁0

    (d

    BH

    z)

    ∆𝑓

    (H

    z)

    106

    Analisi misure

    • 32 beam illuminate

    durante il passaggio

    • Profilo 𝑃𝑐/𝑁0 abbastanza rumoroso

    • Necessario identificare

    picchi significativi per

    definizione traccia

    Passaggio 29 Marzo 2018

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    CAMPAGNA RIENTRO TIANGONG 1

    Definizione traccia

    oggetto

    • Identificare sequenza

    di beam compatibile

    con la TLE utilizzata

    • Fitting lineare sulla

    base dei picchi di

    SNR misurati

    Passaggio 29 Marzo 2018

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    CAMPAGNA RIENTRO TIANGONG 1

    Passaggio 31 Marzo 2018

    Dati TLE

    • Epoca: 06:54:11.61

    UTC

    • 𝐴𝑧𝑅𝑋: 180⁰

    • 𝐸𝑙𝑅𝑋: 38.78⁰

    • 𝐴𝑧𝑇𝑋: 28.54⁰

    • 𝐸𝑙𝑇𝑋: 23.39⁰

    Epoca passaggio

    meridiano: 06:54:07 UTC

    ∆𝛾1 (deg)

    ∆𝛾 2

    (d

    eg

    )

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    CAMPAGNA RIENTRO TIANGONG 1

    Definizione traccia

    oggetto

    • Maggior numero di

    beam utilizzate

    • Differenza

    considerevole

    rispetto alla TLE

    utilizzata

    Passaggio 31 Marzo 2018

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    Agenzie spaziali

    Industrie

    Collaborazioni

    Istituti di ricerca

    Italian Air Force

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    GRAZIE PER L’ATTENZIONE